【水为何被称为自然界最复杂的物质】水广泛分布在自然界的一种分子化合物 ， 分子式是H2O ， 包含气态、液态和固态三种形式 。单就水这种物质而言 ， 科学家早已研究得非常透彻 ， 并不复杂 。
但是 ， 水又被称为自然界最复杂的物质之一 。主要是因为水能溶解多种物质 ， 形成我们常说的水 ， 同时又广泛存在于大气、海洋、河流、土壤以及生物体内 ， 是生命最重要的物质之一 ， 与人类生活息息相关 。
跟水相关的科学门类非常多 。
水在大气中形成云、雷、雾、霜及台风 ， 其分布与循环涉及气象学的各种门类；
水在海洋中分布涉及海洋学的各个门类 ， 在海面形成海浪 ， 涉及远洋航运 ， 在海中涉及海洋各种生物 ， 在海底涉及深潜相关学科 。军事学中的海军就与海洋息息相关 。同时 ， 台风、海啸、远洋捕捞、近海养殖、海洋生物、造船、涉海体育、洋流分布、海洋制盐等等学科都与海洋有很大关系 。
在陆地 ， 水分布在河流、湖泊 ， 还包括咸水湖和淡水湖 ， 固态主要是冰川和冬天结冰 。有一门学科叫流体力学 ， 主要研究水的流动 。有一门学科叫水利学 ， 主要研究跟水在陆地上流动涉及的灌溉、航运、养殖、防洪、抗旱、发电等等学科 。由于水是工农业最重要的生产资料 ， 人们的生产活动根本离不开水 。所有农业门类和大部分工业门类 ， 都和水息息相关 。
生活中 ， 也完全离不开水 。不仅仅人们每天都要喝水 ， 大部分食物都需要水来淘洗或煮熟 ， 生活中洗涤和擦拭也离不开水 ， 水是最好的清洁剂 。所以涉及人们生活的大部门科学门类都和水相关 。
水是生命之源 ， 所有生物都离不开水 ， 水是血液的重要组成部分 。所以人类身体健康相关的学科 ， 如健康学、医学、制药学等等都离不开水 。涉及其他生物的研究 ， 也离不开水 。
因此 ， 工程学科方面 ， 大部分学科都需要研究水及其溶解物 ， 以及宏观的水的运动和循环 ， 如海洋学、气象学、水利学、农业种植业、渔业、食品工业、航运业、发电业等等 。自然学科方面 ， 物理学、化学、生物学的一半都得依赖对水的研究和使用 ， 大气科学、海洋科学、材料科学、环境科学等等也和水相关 。
可以说 ， 水是科学家需要研究的最复杂物质 ， 涉及面太广了 。
?水是自然界十分普通的物质 ， 宇宙中也广有分布 ， 在慧星中就有水冰和甲烷等其它混在一起 。水是地球上常温下处于液态数量最多的物质 。水一般分三种 ， 分别由氧与氢的三种同位素化合而成 。第一种由氢的常见同位素氕和氧结合 ， 生成水 。它最常见 ， 也最重要 ， 它是生命的基础 。水在摄氏零度形成相变 ， 由液体变成固体 。摄氏100度又变成气体 ， 叫水蒸汽 。水一般遵循热胀冷缩的规律 ， 但它的密度却是在摄氏4度时最大 。水结冰后 ， 体积大约增加百分之之十 。这个性质对人类非常重要 ， 因为冰轻于水 ， 会浮在水面 ， 形成一层棉被 ， 阻碍下面的水继续迅速冻结 。给水下的生命留一块生存空间 。如果水完全热胀冷缩 ， 结的冰沉下去 ， 上面继续结冰 ， 寒冷的冬天 ， 大江 ， 大河将会冻的结结实实 ， 水下生物都死光光 ， 这是多么可怕的场景！水还不可压缩 ， 水的这个性质 ， 使人类的臂力大增 ， 万吨水压机锻打金属就好似大师傅揉面团 。在高压状态下 ， 水在摄氏76度才结冰 ， 叫什么7#冰 ， 又叫热冰 。据说冰还有许多种 ， 我不甚了解 ， 高手补缺吧 。除了氢1与氧组合成的普通水 ， 还有氢的第二种同位素氢2 ， 也叫氘和氧结合的水 ， 叫重水 。它对普通人不重要 ， 普通人对它也不了解 。可它却大名鼎鼎 ， 二战时 ， 为了阻止德国法西斯研制原子弹 ， 英国出动一支奇兵 ， 销毁了几百公斤重水的故事很引人入胜 。对了 ， 重水就是研制核武器的的重要材料之一 。氢的第三种同位素氚同氧结合成水叫超重水 。更重要的是 ， 水的还原物 ， （故弄个小玄虚 ， 因为和氧结合叫氧化反应 ， 去除氧不就是还原反应吗？）氢的三种同位素 ， 还是未来能源的希望 。氢1 ， 是宇宙中最多的元素 ， 是恒星生命的源泉 ， 是聚变反应的主角 。（有人说 ， 太阳上也是氘、氚聚变 ， 是不准确的 。当然 ， 作为氢的三兄弟 ， 只要有 ， 它们也会参与反应 ， 可如果就指望它们 ， 太阳早就熄灭了 ， 真正的主角还是氢1 。）太阳中心有二千万摄氏度的高温 ， 可光这个温度也不足以聚变 ， 饭不够 ， 菜来凑 。好在太阳中心存在巨大的压力 ， 足以保证聚变的完美进行 。地球上就不同了 ， 如果和太阳上一样 ， 氢1也能聚变 ， 那电将会不值钱了 ， 海洋中有着用不完的氢1 ， 可惜的是 ， 地球上却没有太阳中心的高压环境 。大哥不行 ， 小弟们上 。氘 ， 氚聚变条件比氢要求低一些 ， 但也要达到上亿摄氏度的高温 。中国的聚变试验装置已实现一亿摄氏度状态下稳定超百秒的最新记录 。可惜的是 ， 氘实在太少了 ， 每六千个氢原子中才有一个氘原子 。氚更是少得可怜 。不过 ， 人类每一项攻关 ， 都不是一帆风顺的 ， 太顺了就缺少了动力 。祝中国的小太阳早日照耀大地 。
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